Esfagno

Sphagnum es un género de aproximadamente 380 especies aceptadas de musgos, comúnmente conocido como musgo sphagnum, también musgo de pantano. b> y musgo quacker (aunque ese término también se utiliza a veces para la turba). Las acumulaciones de Sphagnum pueden almacenar agua, ya que tanto las plantas vivas como las muertas pueden retener grandes cantidades de agua dentro de sus células; Las plantas pueden contener de 16 a 26 veces más agua que su peso seco, según la especie. Las celdas vacías ayudan a retener agua en condiciones más secas.

A medida que el musgo Sphagnum crece, puede extenderse lentamente a condiciones más secas, formando turberas más grandes, tanto turberas elevadas como turberas cubiertas. Por lo tanto, Sphagnum puede influir en la composición de dichos hábitats, y algunos describen a los Sphagnum como 'manipuladores de hábitats'. Estas acumulaciones de turba proporcionan hábitat para una amplia gama de plantas de turberas, incluidas juncos y arbustos ericáceos, así como orquídeas y plantas carnívoras.

El Sphagnum y la turba que se forma a partir de él no se descomponen fácilmente debido a los compuestos fenólicos incrustados en las paredes celulares del musgo. Además, las turberas, como todos los humedales, desarrollan condiciones anaeróbicas del suelo, lo que produce una descomposición anaeróbica más lenta en lugar de una acción microbiana aeróbica. La turba también puede acidificar su entorno al absorber cationes, como calcio y magnesio, y liberar iones de hidrógeno.

En las condiciones adecuadas, la turba puede acumularse a muchos metros de profundidad. Las diferentes especies de Sphagnum tienen diferentes límites de tolerancia a las inundaciones y al pH, y cualquier turbera puede tener varias especies de Sphagnum diferentes.

Fisiología de las plantas del género Sphagnum

Una planta Sphagnum individual consta de un tallo principal, con grupos de fascículos de ramas muy dispuestos que generalmente constan de dos o tres ramas extendidas y de dos a cuatro ramas colgantes. La parte superior de la planta (capitulum) tiene racimos compactos de ramas jóvenes que le dan a la planta su característico aspecto de mechón. A lo largo del tallo hay hojas dispersas de diversas formas, denominadas hojas del tallo; la forma varía según la especie.

Estructura celular

Sphagnum tiene una estructura celular distintiva. La porción del tallo consta de dos secciones importantes. La médula, que es el lugar de producción y almacenamiento de alimentos, y la capa cortical que sirve para absorber agua y proteger la médula. Los musgos no tienen un sistema vascular para mover agua y nutrientes alrededor de la planta. Por tanto, los tejidos son delgados y normalmente tienen un grosor de una célula para permitirles difundirse fácilmente. Los musgos Sphagnum tienen dos tipos de células distintas. Hay células vivas pequeñas, verdes, con clorofila (células clorofilosa) que producen alimento para la planta. Además, hay células hialinas o de retorta más grandes que tienen forma de barril y tienen un poro en un extremo para permitir la absorción de agua y mejorar la capacidad de retención de agua. Estas células únicas ayudan al Sphagnum a retener agua durante la exposición prolongada a los rayos UV.

Ciclo de vida

Sphagnum, como todas las demás plantas terrestres, tiene una alternancia de generaciones; Al igual que otros briófitos, la generación de gametofitos haploides es dominante y persistente. A diferencia de otros musgos, los gametofitos de larga vida no dependen de los rizoides para ayudar en la absorción de agua.

especies Sphagnum pueden ser unisexuales (masculinas o femeninas, dioicas) o bisexuales (gametos masculinos y femeninos producidos a partir de la misma planta; monoicas); En América del Norte, el 80% de las especies de Sphagnum son unisexuales.

Los gametofitos tienen una reproducción asexual sustancial por fragmentación, produciendo gran parte del material vivo en las turberas de sphagnum.

Los espermatozoides nadadores fertilizan los óvulos contenidos en los arquegonios que permanecen adheridos al gametofito femenino. El esporofito tiene una vida relativamente corta y consiste casi en su totalidad en una cápsula de esporas esférica de color verde brillante que se vuelve negra con las esporas. Los esporofitos crecen sobre tallos para facilitar la dispersión de las esporas, pero a diferencia de otros musgos, los tallos de Sphagnum son producidos por el gametofito materno. Las esporas haploides tetraédricas se producen en el esporofito por meiosis, que luego se dispersan cuando la cápsula descarga explosivamente su tapa, llamada opérculo, y dispara las esporas a cierta distancia. Las esporas germinan para producir protonemas diminutas, que comienzan como filamentos, pueden convertirse en taloides y producir algunos rizoides. Poco después, el protonema desarrolla yemas que se diferencian en su característico gametofito erecto, frondoso y ramificado con células de clorofilosa y células hialinas. Esta etapa domina el entorno donde crece Sphagnum, destruyendo y enterrando el protonema y eventualmente formando capas de musgo muerto llamadas turba.

Alfombras de vida Sphagnum puede ser atacado por varios hongos, y un hongo que también es un hongo, Sphagnurus paluster, produce parches muertos visibles. Cuando este hongo y otros agaricos atacan el protonema, Sphagnum es inducido a producir gemmaes no fotosintéticas que pueden sobrevivir el ataque fúngico y meses más tarde germinar para producir nuevos protonemas y gametofitos de hoja. Se desconoce si la etapa frondosa puede producir tal gemmae.

Taxonomía y filogenia

La turba se puede distinguir de otras especies de musgo por sus grupos de ramas únicos. El color de la planta y del tallo, la forma de las ramas y las hojas del tallo, y la forma de las células verdes son características que se utilizan para identificar las especies de turba. La taxonomía del Sphagnum ha sido muy polémica desde principios del siglo XX; la mayoría de las especies requieren una disección microscópica para ser identificadas. En el campo, la mayoría de las especies de Sphagnum pueden identificarse en una de las cuatro secciones principales del género; la clasificación y las descripciones siguen a Andrus 2007 (Flora North America):

• Sphagnum sect. Acutifolia plantas generalmente forman hummocks por encima de la línea de agua, generalmente de color naranja o rojo. Ejemplos: Sphagnum fuscum y Sphagnum warnstorfii.
• Sphagnum sect. Cuspidata las plantas se encuentran generalmente en huecos, céspedes, o son acuáticos, y son verdes. Ejemplos: Sphagnum cuspidatum y Sphagnum flexuosum.
• Sphagnum sect. Sphagnum las plantas tienen las mas grandes gametophytes entre las secciones, formando grandes hummocks, sus hojas forman ápices (en forma de capucha), y son verdes, excepto para Sphagnum magellanicum Ejemplo: Sphagnum austinii.
• Sphagnum sect. Subsecunda las plantas varían de color de verde a amarillo y naranja (pero nunca roja), y se encuentran en huecos, céspedes, o son acuáticos. Especies siempre con gametophytes unisexuales. Ejemplos: Sphagnum lescurii y Sphagnum pylaesii.

La monofilia recíproca de estas secciones y otras dos menores (Rgida y Squarrosa) se ha aclarado mediante filogenética molecular. Todas menos dos especies normalmente identificadas como Sphagnum residen en un clado; Otras dos especies se han separado recientemente en nuevas familias dentro de Sphagnales, lo que refleja una relación ancestral con la Ambuchanania endémica de Tasmania y una larga distancia filogenética con el resto de Sphagnum. Dentro del clado principal de Sphagnum, la distancia filogenética es relativamente corta y los métodos de datación molecular sugieren que casi todas las especies actuales de Sphagnum descienden de una radiación que ocurrió hace apenas 14 millones de años.

Distribución geográfica

musgos Sphagnum se encuentran principalmente en el hemisferio norte, en turberas, bosques de coníferas y áreas húmedas de tundra. Sus poblaciones más septentrionales se encuentran en el archipiélago de Svalbard, en el Ártico de Noruega, a 81° N.

En el hemisferio sur, las áreas de turba más grandes se encuentran en el sur de Chile y Argentina, parte del vasto páramo de Magallanes (alrededor 44.000 kilómetros cuadrados; 17.000 millas cuadradas). También se encuentran zonas de turba en Nueva Zelanda y Tasmania. En el hemisferio sur, sin embargo, los paisajes de turba pueden contener muchas especies de musgo distintas al Sphagnum. Las especies de Sphagnum también se encuentran en "rocas que gotean" en el Brasil montañoso y subtropical.

Dispersión de esporas

Como ocurre con muchos otros musgos, las especies de Sphagnum dispersan sus esporas a través del viento. La parte superior de las cápsulas de esporas mide solo aproximadamente 1 cm (1⁄2 ") sobre el suelo y donde el viento es débil. A medida que la cápsula esférica de esporas se seca, el opérculo se desprende, seguido de una nube de esporas. El mecanismo exacto se ha atribuido tradicionalmente a una "pistola pop" método que utiliza aire comprimido en la cápsula, alcanzando una velocidad máxima de 3,6 metros (12 pies) por segundo, pero recientemente se han propuesto mecanismos alternativos. La fotografía de alta velocidad ha demostrado que durante la descarga se crean anillos de vórtice, que permiten que las esporas alcancen una altura de 10 a 20 cm (3,9 a 7,9 pulgadas), más de lo que se esperaría únicamente mediante balística. La aceleración de las esporas es de unos 36.000 g. Las esporas son extremadamente importantes en el establecimiento de nuevas poblaciones en hábitats alterados y en islas.

Se cree que las actividades humanas como el slash-and-burn y el pastoreo de ganado promueven el crecimiento y la expansión del musgo de Esphagnum. Las islas oceánicas, como las Islas Faroe, las Galápagos o las Azores, han registrado un aumento significativo en sus poblaciones de Sphagnum después del asentamiento humano.

Usos

El musgo sphagnum seco y descompuesto tiene el nombre de turba o turba. Se utiliza como acondicionador del suelo, lo que aumenta la capacidad del suelo para retener agua y nutrientes al aumentar las fuerzas capilares y la capacidad de intercambio catiónico, usos que son particularmente útiles en jardinería. Esto suele ser deseable cuando se trata de suelos muy arenosos o de plantas que necesitan un contenido de humedad mayor o constante para florecer. A veces se hace una distinción entre musgo sphagnum, el musgo vivo que crece sobre una turbera, y 'turba de sphagnum' (uso norteamericano) o 'turba de sphagnum' (uso británico), siendo este último la materia que se descompone lentamente debajo.

El musgo sphagnum seco se utiliza en las regiones del norte del Ártico como material aislante.

Las turberas anaeróbicas de esfagno ácido tienen bajas tasas de descomposición y, por lo tanto, preservan fragmentos de plantas y polen para permitir la reconstrucción de ambientes pasados. Incluso conservan cuerpos humanos durante milenios; ejemplos de estos especímenes conservados son el Hombre de Tollund, la Mujer Haraldskær, el Hombre Clonycavan y el Hombre Lindow. Estos pantanos también pueden preservar el cabello y la ropa humanos; uno de los ejemplos más notables es el de Egtved Girl, Dinamarca. Sin embargo, debido a la acidez de la turba, los huesos se disuelven en lugar de conservarse. Estas turberas también se han utilizado para conservar alimentos. Se han encontrado recipientes de mantequilla o manteca de cerdo de hasta 2.000 años de antigüedad.

musgo Sphagnum se ha utilizado durante siglos como apósito para heridas, incluso durante la Primera Guerra Mundial. El artículo del botánico John William Hotson, Sphagnum como apósito quirúrgico, publicado en Science en 1918, contribuyó decisivamente a la aceptación del uso del musgo Sphagnum como apósito médico en lugar del algodón. Se han utilizado preparaciones que utilizan Sphagnum, como el jabón Sphagnol, para diversas afecciones de la piel, como acné, tiña y eczema. El jabón fue utilizado por la Cruz Roja Británica durante las dos Guerras Mundiales para tratar heridas faciales y llagas en las trincheras.

Dado que es absorbente y extremadamente ácido, inhibe el crecimiento de bacterias y hongos, por lo que se utiliza para enviar semillas y plantas vivas.

La turba se utiliza para eliminar la salida de líquido clarificado (efluente) de los tanques sépticos en áreas que carecen de las condiciones adecuadas para los medios de eliminación ordinarios. También se utiliza como alternativa respetuosa con el medio ambiente al cloro en el saneamiento de piscinas. El musgo inhibe el crecimiento de microbios y reduce la necesidad de cloro en las piscinas.

En Finlandia, la turba se ha utilizado para hacer pan durante las hambrunas.

En China, Japón y Corea, el musgo sphagnum seco de hebras largas se utiliza tradicionalmente como medio para cultivar orquídeas Vanda falcata.

Conservación

Varios de los humedales más grandes del mundo son turberas dominadas por esfagno, incluidas las tierras bajas de Siberia Occidental, las tierras bajas de la Bahía de Hudson y el valle del río Mackenzie. Estas áreas proporcionan hábitat para especies comunes y raras. También almacenan grandes cantidades de carbono, lo que ayuda a reducir el calentamiento global.

Según un artículo escrito en 2013, Estados Unidos obtiene hasta el 80% de la turba de sphagnum que utiliza de Canadá. En ese momento, en Canadá, la masa de turbera cosechada cada año era aproximadamente 1/60 de la masa de turba que se acumulaba anualmente. Aproximadamente el 0,02% de los 1,1 millones de km² (420.000 millas cuadradas) de turberas canadienses se utilizan para la extracción de turba. Se están realizando algunos esfuerzos para restaurar las turberas después de la extracción de turba, y existe cierto debate sobre si las turberas se pueden restaurar a su condición previa a la extracción y cuánto tiempo lleva el proceso. "El Consejo de Conservación de Humedales de América del Norte estima que las turberas aprovechadas pueden restaurarse a 'sistemas ecológicamente equilibrados' dentro de cinco a 20 años después de la recolección de turba." Algunos científicos de los humedales afirman que “una turbera gestionada se parece poco a una natural”. Al igual que las granjas de árboles, estas turberas tienden al monocultivo y carecen de la biodiversidad de una turbera sin explotar."

PittMoss, una alternativa a la turba hecha de periódicos reciclados, se ha convertido en un sustituto sostenible en los sustratos de cultivo. La fibra de coco también se ha promocionado como una alternativa sostenible a la turba en medios de cultivo. Otra alternativa a la turba se fabrica en California a partir de fibra de secoya recolectada de forma sostenible. Los materiales de poliuretano de células semiabiertas disponibles en copos y láminas también están encontrando aplicación como sustitutos del esfagno con uso típico en sustratos de paredes verdes y jardines en tejados.

Chile

En la década de 2010, la turba de Sphagnum en Chile comenzó a cosecharse a gran escala para exportarse a países como Japón, Corea del Sur, Taiwán y Estados Unidos. La capacidad del Sphagnum para absorber el exceso de agua y liberarlo durante los meses secos significa que la sobreexplotación puede amenazar el suministro de agua en los fiordos y canales de Chile. La extracción de Sphagnum en Chile está regulada por ley desde el 2 de agosto de 2018. Desde 2018, la ley chilena permite la extracción manual de Sphagnum utilizando únicamente horcas o herramientas similares como ayuda. En un área de recolección designada (polígono), al menos el 30% de la cobertura de Sphagnum debe quedar sin cosechar. Las fibras de Sphagnum cosechadas no pueden exceder los 15 cm (5,9 pulgadas) de largo y el Sphagnum restante después de la cosecha nunca puede tener una longitud inferior a 5 cm (2,0 pulgadas) sobre el agua. mesa. En las regiones de Los Ríos (40°S) y Los Lagos (41–43°S) las mismas parcelas pueden cosecharse después de 12 años, mientras que más al sur en Aysén (44–48°S) y Magallanes (49–56°S) S) Tienen que pasar 85 años antes de que se pueda volver a cosechar la misma superficie.

Aparte de la cosecha, las turberas donde crece el Sphagnum también se han visto amenazadas por el desarrollo de parques eólicos en zonas frías y húmedas, como la Cordillera del Piuchén, donde se construyó el parque eólico San Pedro en la década de 2010. La construcción de cada aerogenerador suele implicar la eliminación de la vegetación y la alteración del suelo, cambiando por cierto también la hidrología local.

Europa

Europa tiene una larga historia de explotación de turberas. Los Países Bajos, por ejemplo, alguna vez tuvieron grandes áreas de turberas, tanto pantanos como turberas. Entre el año 100 d.C. y el presente, fueron drenados y convertidos en tierras agrícolas. Las tierras anchas inglesas tienen pequeños lagos que se originaron como minas de turba. Más del 90% de las turberas de Inglaterra han resultado dañadas o destruidas. Un puñado de turberas se han preservado mediante compras gubernamentales de intereses mineros de turba. Sin embargo, en escalas de tiempo más largas, algunas partes de Inglaterra, Irlanda, Escocia y Gales han visto una expansión de las turberas, en particular de las turberas generales, en respuesta a la deforestación y el abandono de tierras agrícolas.

Nueva Zelanda

Nueva Zelanda, como otras partes del mundo, ha perdido grandes áreas de turberas. Las últimas estimaciones de pérdida de humedales en Nueva Zelanda son del 90% en 150 años. En algunos casos, se tiene más cuidado durante la recolección de Sphagnum para garantizar que quede suficiente musgo para permitir el nuevo crecimiento. Se sugiere un ciclo de 8 años, pero algunos sitios requieren un ciclo más largo de 11 a 32 años para la recuperación total de la biomasa, dependiendo de factores que incluyen si se realiza resiembra, la intensidad de la luz y el nivel freático. Esta "agricultura" se basa en un programa de gestión sostenible aprobado por el Departamento de Conservación de Nueva Zelanda; asegura la regeneración del musgo, protegiendo al mismo tiempo la vida silvestre y el medio ambiente. La mayor parte de la recolección en los pantanos de Nueva Zelanda se realiza únicamente con horcas y sin el uso de maquinaria pesada. Durante el transporte, se suelen emplear helicópteros para trasladar el musgo recién cosechado desde el pantano hasta la carretera más cercana.